In diesem Vorhaben werden verschiedene Biomassen, die mittels Karbonisierungsanlagen pyrolysiert werden, analysiert, aufbereitet und hin zu einem reaktiven Zusatzstoff für zementäre Werkstoffe entwickelt. Dieser soll als Zementersatz dienen und mit Austauschraten von 50 % Portlandzement durch den zu entwickelnden Zusatzstoff 50 % der derzeitigen CO₂-Emissionen aus der Zementherstellung reduzieren. Die Verwendung von Biomassen hat neben der CO₂-Reduktion weitere Vorteile. Zum einen entsteht keine direkte Abhängigkeit endlicher Ressourcen, wie es derzeit bei kommerziellen reaktiven Zusatzstoffen für zementäre Werkstoffe der Fall ist und zum anderen erfahren die vorliegenden Biomassen in Form von Abfallsubstraten ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden.



Aktuell gibt es nur wenige Möglichkeiten lignocellulose-haltige Biomasse, wie Grün- und Strauchschnitt, Altholz, Waldrestholz und Ernterückstände aus der Landwirtschaft stofflich zu verwerten. Diese Biomasse wird daher überwiegend in Biomasseheizkraftwerken oder sogar Müllheizkraftwerken energetisch verwertet und zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Bei der Karbonisierung hingegen kann diese Biomasse höherwertig genutzt werden. Hierbei werden aus der eingesetzten Biomasse ein brennbares Gas, das weiterhin energetisch genutzt werden kann und eine Pflanzenkohle, die bspw. in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann, erzeugt.



Die erzeugten Kohleaschen werden im weiteren Projektverlauf modifiziert und als reaktiver Zusatzstoff (PYROCEM-Zusatzstoff) für die Entwicklung eines hochinnovativen und nachhaltigen Betonbaustoffs (PYROCEM-Beton) für erdberührte Betonbauteile im Tiefbausektor eingesetzt werden. Die Verwendung von Kohle als Puzzolanmaterial ist eine Entwicklung, die bereits seit langem im Gange ist und durch verschiedene Umweltfaktoren, die sich auf den Klimawandel auswirken, vorangetrieben wird. 

Mayer, M., Ukrainczyk, N., & Koenders, E. (2024, June). R3 Reactivity Test on Biochar from Pyrolyzed Green Waste, Wood Waste, and Screen Overflow. In The International Conference on Net-Zero Civil Infrastructures: Innovations in Materials, Structures, and Management Practices (NTZR) (pp. 563-573). Cham: Springer Nature Switzerland.

 https://doi.org/10.1007/978-3-031-69626-8_47